Kesan artis mengenai sinar gamma meletup berhampiran Bumi. Klik untuk membesarkan.
Kita hidup di Alam Semesta yang berbahaya. Sekarang tambahkan ledakan sinar gamma ke senarai - letupan paling kuat di Alam Semesta. Bahkan 10 saat radiasi dari salah satu kejadian ini akan menjadi kemunduran maut bagi kehidupan di Bumi. Sebelum anda mula mencari planet lain untuk hidup, Dr. Andrew Levan dari University of Hertforshire ada di sini untuk menjelaskan kemungkinan letupan berdekatan. Nampaknya kemungkinan berpihak kepada kami.
Dengarkan wawancara: Kami Selamat Dari Gamma Ray Bursts (6.0 MB)
Atau melanggan Podcast: universetoday.com/audio.xml
Apa itu Podcast?
Fraser Cain: Sekarang, saya ingin belajar betapa selamatnya saya dari letupan sinar gamma, tetapi pertama-tama bolehkah anda memberi penjelasan mengenai apa letupan ini?
Dr. Andrew Levan: Letupan sinar gamma benar-benar menjadi misteri selama hampir 30 tahun terakhir. Mereka pertama kali ditemukan pada tahun 1967 oleh satelit yang dilancarkan untuk mencari bukti ujian nuklear yang dilakukan di angkasa. Oleh itu, pada tahun 1960-an terdapat kebimbangan di kedua-dua pihak - Rusia dan Amerika - kami bimbang pihak lawan mungkin menguji senjata nuklear di suatu tempat. Oleh itu, terdapat perjanjian larangan ujian yang melarang ini dan kemudian dilancarkan pelbagai satelit untuk dapat mengesan tanda-tanda ujian ini. Dan ujian-ujian ini akan memberi tanda yang akan menjadi pancaran sinar gamma. Oleh itu, satelit dilancarkan untuk mencari ini. Mereka sebenarnya tidak pernah melihat sinar gamma dari ujian nuklear, tetapi apa yang mereka dapati adalah letupan yang sangat terang ini yang tidak berlaku di Sistem Suria. Tidak dikaitkan dengan apa yang berlaku yang jelas; bukan betul-betul Bulan atau planet-planet atau sejenisnya. Oleh itu, ini adalah letupan sinar gamma yang pertama kali ditemui.
Selama hampir 20 atau 30 tahun akan datang, hanya itu yang kami tahu mengenai mereka; sinaran tenaga tinggi yang tidak dapat dijelaskan ini. Ini ringan dengan panjang gelombang jauh lebih pendek daripada sinar-X yang digunakan oleh gambar perubatan. Dan mereka sangat sukar kerana menentukannya. Oleh itu, kita sebenarnya tidak tahu di mana mereka berada, sama ada mereka berada berhampiran kita atau adakah mereka berada jauh. Dan kemudian pada akhir tahun 1990-an, akhirnya kami berjaya menunjukkan asal usulnya dengan pelepasan optik, dengan cahaya biasa, dan itu menunjukkan bahawa mereka adalah letupan yang sangat terang yang berlaku di Alam Semesta yang jauh, jadi anda bercakap tentang melihat kembali hanya beberapa ratus juta tahun selepas Big Bang - 95% jalan kembali ke zaman Alam Semesta.
Oleh itu, ini adalah kejayaan pertama. Dan kemudian dalam beberapa tahun ke depan, disedari bahawa letupan sinar gamma ini sebenarnya disebabkan oleh keruntuhan bintang yang sangat besar. Oleh itu, apabila anda bercakap sangat besar, anda sebenarnya bercakap 20-30 kali lebih berat daripada Matahari. Dan apa yang berlaku dengan bintang-bintang ini adalah bahawa mereka membakar, atau menyatu, hidrogen menjadi unsur-unsur yang lebih berat di teras mereka. Dan akhirnya proses itu terhenti, mereka jatuh ke dalam diri mereka sendiri, membentuk lubang hitam, dan proses itulah yang menghasilkan pecah sinar gamma.
Fraser: Kedengarannya sangat mirip dengan proses letupan supernova. Jadi, apa bezanya?
Dr. Levan: Betul, banyak letupan sinar gamma adalah letupan supernova. Oleh itu, mereka hanyalah sebahagian daripada supernova. Supernova berlaku apabila bintang-bintang lebih besar iaitu 8 kali jisim Matahari kehabisan bahan api nuklear dan runtuh, tetapi kebanyakannya mereka membentuk bintang neutron daripada lubang hitam. Sekarang bintang neutron adalah objek yang sedikit lebih ekstrem, tetapi masih sangat melampau. Oleh itu, lebih kurang jisim Matahari, tetapi runtuh ke wilayah yang hanya berjarak 10 batu. Tetapi apa yang berlaku adalah bahawa anda benar-benar mengeluarkan lebih banyak tenaga. Oleh itu, apabila anda mempunyai bintang-bintang yang sangat besar yang menjadi pecah sinar gamma, tenaga dari sinar gamma ini dilancarkan dalam jet. Jadi seperti hosepipe dihalakan lurus ke arah anda, dan pada dasarnya ia keluar dari tiang bintang di kedua hujungnya. Ia menerangi langit sebagai sumber yang sangat terang. Tetapi hanya menerangi beberapa peratus langit. Dan di sinilah sinar gamma dipancarkan, dan itulah yang membuat sinar gamma meletup. Dan hanya beberapa jenis supernova yang membentuk kedua lubang hitam dan syarat yang diperlukan untuk membuat jet adalah yang membuat pecah sinar gamma. Dan kemudian pecah sinar gamma jauh lebih terang daripada supernova biasa yang kita lihat.
Fraser: Dan berada berdekatan adalah tempat yang cukup berbahaya. Seberapa berisiko, dan sejauh mana ruang pemusnahan?
Dr. Levan: Orang bercakap tentang supernova dan mereka bercakap mengenai letupan sinar gamma sebagai berbahaya bagi Bumi. Untuk supernova, ia mesti sangat dekat; ia mesti berada dalam jarak sekitar 10 parsec dari kita (atau 30 tahun cahaya). Tidak ada banyak bintang di dalamnya. Kini dengan letupan sinar gamma jauh lebih bercahaya sehingga jaraknya 30 atau 40,000 tahun cahaya dari kita. Jadi itu berada di pertengahan galaksi. Sekiranya seseorang meletus di pusat galaksi dan menghantam Bumi, maka itu akan menjadi perkara yang sangat berbahaya bagi kita. Kerana apa yang berlaku adalah sinaran tenaga tinggi yang akan menyerang kita akan mengionkan atmosfera tinggi dan menghasilkan banyak nitrogen oksida baru yang cukup jahat yang akan menghasilkan hujan asid. Ia akan menghancurkan lapisan ozon, dan pada masa yang sama, ia akan menghirup sisi Bumi menghadapinya dengan dos sinaran ultraviolet yang sangat tinggi.
Fraser: Sekiranya salah satu daripadanya mati di galaksi anda, itu adalah kemunduran besar seumur hidup. Saya tidak dapat membayangkan banyak yang dapat menahannya, selain daripada kehidupan mikroba di bawah tanah.
Dr. Levan: Ya, betul, betul. Kesannya bagi kita adalah bahawa anda akan mengalami situasi yang agak paradoks bahawa nitrogen oksida yang diciptakan di atmosfera sebenarnya dapat menyekat cahaya optik, jadi anda akan mengalami penyejukan global. Anda akan menghadapi masalah dengan fotosintesis tanaman dan perkara seperti itu. Tetapi pada masa yang sama kerana lapisan ozon anda hancur, anda akan mempunyai aliran cahaya ultraviolet yang tinggi yang benar-benar akan merosakkan kehidupan yang menimpanya. Oleh itu, ia akan mempengaruhi proses evolusi secara drastik. Adakah mustahil bagi kita untuk berkembang cukup untuk menjalani itu sangat tidak mungkin.
Fraser: Adakah saintis berpendapat bahawa ia bertanggungjawab terhadap beberapa peristiwa kepupusan pada masa lalu?
Dr. Levan: Terdapat banyak perbincangan mengenai perkara ini. Jelas yang paling banyak dibincangkan mengenai kepunahan adalah dinosaurus dan ramai orang sekarang percaya bahawa ia mungkin merupakan asteroid dari luar Bumi atau sesuatu seperti itu. Tentunya ada peristiwa kepupusan kira-kira 400 juta tahun yang lalu yang telah dibicarakan orang mungkin disebabkan oleh pecahnya sinar gamma. Jelas sekali tidak dapat dipastikan apabila anda melihat ke belakang dan anda cuba melihat rekod fosil, tetapi tentunya ledakan sinar gamma telah dibicarakan kerana fakta bahawa mereka kurang biasa daripada supernova, ia boleh mempengaruhi anda dengan begitu besar isipadu Bumi yang telah dibicarakan orang tentang kepupusan masa lalu kerana pecah sinar gamma.
Fraser: Baiklah, sekarang saya dijanjikan beberapa berita baik. Letakkannya pada saya.
Dr. Levan: Apa yang telah kami lakukan adalah mengkaji banyak kejadian ini, kira-kira 40 daripadanya. Sekarang ini adalah ledakan sinar gamma yang dapat anda rileks, jaraknya sangat jauh sehingga sebenarnya sukar dilihat dengan teleskop terbesar di dunia. Tetapi apa yang dapat kita pelajari dari mereka adalah jenis galaksi di mana ia berlaku. Oleh itu, Bima Sakti, yang merupakan galaksi kita, disebut lingkaran reka bentuk yang hebat. Ia adalah galaksi besar yang sangat besar. Sekarang apabila anda melihat jenis galaksi yang cenderung terjadi, anda dapati galaksi ini selalu berada di galaksi kecil, tidak kemas dan sangat tidak teratur yang mempunyai jisim yang sangat rendah, yang sangat tidak seperti Bima Sakti. Sebabnya ialah Bima Sakti mempunyai banyak yang kita sebut logam. Sekarang apabila ahli astronomi bercakap tentang logam, kita tidak bermaksud perkara seperti aluminium atau besi, atau perkara seperti itu. Kami bermaksud sesuatu yang lebih berat daripada hidrogen atau helium. Oleh itu, untuk menjalani kehidupan, anda mesti mempunyai karbon dan oksigen dan benda-benda seperti itu yang sangat jarang berlaku di galaksi-galaksi kecil yang meletup sinar gamma. Oleh itu, apa yang anda sedar ketika melihatnya adalah bahawa galaksi kecil sangat penting untuk membuat pecah sinar gamma kerana apa yang anda perlukan pada dasarnya adalah bintang yang sangat besar yang membentuk lubang hitam, dan lebih mudah untuk melakukannya di galaksi kecil ini yang mempunyai sedikit logam. Dan maksudnya adalah bahawa walaupun kita pernah melakukannya pada masa lalu, sinar gamma tidak akan terjadi di galaksi seperti kita sendiri.
Fraser: Saya tahu bahawa beberapa penyelidikan baru-baru ini menunjukkan kepada kita beberapa kawasan pembentuk bintang di galaksi satelit berdekatan ke Bima Sakti yang membina bintang-bintang yang 50-80 kali jisim Matahari, begitu juga calon-calon yang baik atau ada sesuatu tentang unsur yang lebih berat?
Dr. Levan: Ya, jadi ada sesuatu yang sangat spesifik mengenai elemen yang lebih berat. Apabila anda mempunyai unsur-unsur yang lebih berat dalam sebuah bintang, ia benar-benar mempengaruhi evolusi bintang secara asasnya. Oleh itu, apa yang berlaku ialah unsur-unsur berat ini mempunyai apa yang kita sebut angin bintang; angin bintang yang cukup kuat. Ini bermaksud mereka membuang semua bahan yang ada di luarnya. Oleh itu, walaupun mereka memulakan hidup mereka sebagai bintang yang sangat besar, pada saat mereka mengakhiri hidup mereka, mereka sebenarnya telah kehilangan sebahagian besar jisim sehingga mereka tidak lagi cukup besar untuk membentuk lubang hitam. Oleh itu, mereka sebenarnya membentuk bintang-bintang neutron ini sebagai supernova biasa. Oleh itu, ada sedikit keraguan bahawa bintang-bintang besar yang anda lihat dan kawasan-kawasan pembentuk bintang besar yang anda lihat akan membentuk supernova, kerana mereka jauh lebih jauh, mereka bukanlah ancaman kepada kami. Dan kerana angin bintang mereka, mereka akan kehilangan banyak jisimnya sehingga mereka tidak dapat membuat lubang hitam dan sehingga mereka tidak dapat membuat pecah sinar gamma.
Fraser: Oleh kerana semua letupan sinar gamma telah dilihat di seluruh Alam Semesta, adakah ini seperti fungsi usia - ketika anda melihat lebih jauh, anda akan melihat ke masa lalu. Dulu, sinar gamma meletup, tetapi tidak lagi berlaku.
Dr. Levan: Ya, sangat. Jelas, ketika bintang berkembang, anda menjadikan bintang generasi pertama anda. Semua logam, semua atom yang anda lihat di sekeliling anda, di badan anda, di bangunan, dan segala sesuatu seperti itu, dibuat dari letupan supernova pada masa lalu. Mereka memperkayakan semua yang ada di sekitar mereka, dan kemudian ada generasi bintang lain yang dibuat dari itu, dan seterusnya. Oleh itu, apabila anda melihat kembali Alam Semesta, terdapat lebih sedikit logam ini di sekitarnya, dan kurang unsur-unsur berat ini, dan oleh itu Alam Semesta awal adalah tempat yang jauh lebih menjanjikan untuk mencari pecah sinar gamma daripada Alam Semesta seperti yang kita lihat sekarang di mana hanya pecah sinar gamma yang berlaku di galaksi-galaksi kecil di mana tidak terdapat begitu banyak pembentukan bintang selama ini di Bima Sakti.
